2A12铝合金本构关系和失效模型
浅析2A12铝合金的耐腐蚀性能
浅析2A12铝合金的耐腐蚀性能1 引言铝合金由于具有密度小，力学性能优异、电导热能力强，成型加工性好以及优异的物理化学综合性能等一系列优点在各领域广泛应用，在电力系统的高压开关行业，铝合金常常作为导电部件，在各大电站中大量使用。
2A12材料为高强度硬铝，主要化学成分为：CU-3.8-4.9，Mg-1.2-1.8，Al-余量。
该材料的优点为可进行热处理强化，抗拉强度等机械性能高。
其抗拉强度≥420，屈服强度≥275，伸长率≥10%，导电率%IACS38。
该材料的缺点为抗腐蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法以提高其抗腐蚀能力随着城市化、工业化进程的加快，变电站周边地区污秽情况日益恶化，污秽区域逐渐增多，污秽等级逐年加重。
2 试验研究1、产品材质化学成分分析为验证导电管材料成分，对2A12导电管取样本进行了化学成分分析、电镜分析、金相分析和力学分析：1.化学成分分析显示导电臂材料为铝合金，符合厂家提供的材料型号2A12。
2.电镜分析显示腐蚀产物为氧化铝，表面镀银层无腐蚀，腐蚀部位曾受到水的侵蚀。
3.金相分析显示腐蚀从管内壁开始沿着晶界向芯部扩展，远离腐蚀部位的组织无过烧组织、夹杂物、气孔等缺陷组织。
4.力学分析显示该样本的抗拉和断后延伸率均符合要求。
综上，检测结果表明，断裂的刀闸导电臂材质符合要求。
2、材质因素为了验证LY12-CZ（国标新牌号为2A12）的耐腐蚀性，我公司曾做过研究性试验，对该材质（表面镀银）进行盐雾试验，验证其耐腐蚀性，结果如下：考核表面轻度失光，出现多处点蚀，且大部分发生在边棱处，点蚀处覆盖层破坏剥落，基材中铜相成红色物析出，同时该处附着有铝、镁等元素腐蚀后形成的透明胶状产物。
由试验可看出，经过六个周期的盐雾试验，LY12-CZ材料会从基体内锈蚀，起皮、剥落。
3 分析3.1 环境因素户外高压开关产品是受环境影响较大的产品，气候条件中的湿度、温度、日照量和降水量等都会对长期运行中的产品产生作用。
相位角加载条件下2A12铝合金多轴疲劳失效行为
ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｍａ ｎ ｓ ｏ ｎ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ — ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ：ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｎ ｅ － ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ｘ ｉ ｍａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｏ ｆ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ９ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ０ ２ ３ Ｘ． ２ ０ １ ７ 。 ０ １ ４ ． ０ ３ １
Ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ Ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ａ ｘ ｉ ａ ｌ Ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｆ ｏ ｒ ２ Ａ１ ２ Ａｌ ｕ ｍｉ ｎ ｕ ｍ Ａｌ ｌ ｏ ｙ Ｓ ｕ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ
过加 载循 环 曲线和微观 断 口形貌分析失效机理 ， 对不 同损伤 累积模型 的预 测效果进 行评 价 ， 修正 Ｍａ ｎ ｓ ｏ ｎ损伤 曲线模 型以期达到 更 好 的预 测效果 。结果表 明： 单级加载条件 下， 随相位 角正 弦值 的增加 疲 劳寿命 线 性递 减， 当相位 角为 ０ 。 时， 轴 向硬 化 、 软化 交替 出
平头弹撞击角度对2A12-T4铝合金板失效特性影响的数值模拟
平头弹撞击角度对2A12-T4铝合金板失效特性影响的数值模拟胡静;邓云飞;崔亚男;张银波【摘要】利用有限元软件ABAQUS建立模拟模型,开展38CrSi钢弹体撞击2A12-T4铝合金板数值模拟研究,分析撞击过程中弹体撞击角度对弹道姿态及靶体失效特性的影响.基于数值仿真和实验结果,分析靶体的失效特性,确立不同撞击条件下靶体主要失效模式的转变规律,以及由此对靶体抗撞击性能的影响.研究结果表明:弹体的弹道极限速度随其撞击角度的增大先减小后增大,弹道极限速度在撞击角度约为15°时达到最小值;弹体撞击角度对靶体失效模式存在很大影响,随着弹体撞击角度的增大,靶体主要失效模式由剪切破坏逐渐过渡到撕裂破坏,靶体的撕裂程度不断加剧;弹体初始撞击角度和速度对其在撞击过程中的弹道姿态存在影响,在弹道极限速度附近表现尤为显著.%A simulation model was established using finite element software ABAQUS,and the numerical simulations of 38CrSi steel projectile impacting 2A12-T4 aluminum alloy plates were conducted, then the influences of impact angles of projectile on the failure characteristics of target and ballistic attitude of projectile were analyzed.Based on numerical simulation and experimental results,the failure characteristics of the target were analyzed,the change laws of the dominant failure modes under different impact conditions,as well as the influences on the impact resistance of target because of that were established.The results show that with the increases of impact angles the ballistic limit velocity decreases,and then increases,and the ballistic limit reaches the minimum when the impact angle is about 15 degrees. In addition,the impact angle ofprojectile impacting greatly influences the failure mode of target,with the projectile angle increases,the dominant failure mode of target changes from shearing to tearing,and also increasing the degree of tearing the target.The initial impact angle and velocity of projectile have great influences on the trajectory attitude of the projectile during the impacts,especially in the vicinity of the ballistic limit velocity.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)009【总页数】6页(P1050-1054,1062)【关键词】撞击;2A12-T4铝合金板;平头弹体;失效模式【作者】胡静;邓云飞;崔亚男;张银波【作者单位】中国民航大学航空工程学院,天津,300300;中国民航大学航空工程学院,天津,300300;中国民航大学航空工程学院,天津,300300;中国民航大学航空工程学院,天津,300300【正文语种】中文【中图分类】O385;O3470 引言弹靶撞击属于经典的冲击动力学问题，撞击结果受到多种因素的影响，如弹靶材料力学性能、靶体结构、弹体几何形状、弹体撞击角度与速度等。
基于微观结构参数的高强铝合金疲劳全寿命模型
基于微观结构参数的高强铝合金疲劳全寿命模型卞贵学;张勇;贾明明;侯永发【摘要】基于疲劳裂纹成核的微观机理,运用断裂力学理论和概率统计知识,建立了2A12铝合金“材料微观结构→微观裂纹成核寿命→短裂纹扩展寿命→长裂纹扩展寿命→断裂”失效过程的疲劳全寿命模型,并通过疲劳试验对其进行了验证.结果表明,该模型能够较好的符合疲劳的微观物理机制,且可将微观参数对结构宏观疲劳的影响定量化,为一般环境下飞机铝合金结构全寿命评估提供一种合理可行的方法,也为进一步研究腐蚀环境下飞机铝合金结构寿命评估打下基础.【期刊名称】《强度与环境》【年(卷),期】2016(043)004【总页数】7页(P17-23)【关键词】铝合金;微观结构;疲劳;全寿命模型【作者】卞贵学;张勇;贾明明;侯永发【作者单位】海军航空工程学院青岛校区,266041;海军航空工程学院青岛校区,266041;海军航空工程学院青岛校区,266041;海军航空工程学院青岛校区,266041【正文语种】中文【中图分类】V252.2近年来，国内外学者在基于裂纹萌生的微观机理疲劳寿命评估领域开展了一定研究，取得了一定的进展，当前这一领域研究主要存在如下问题[1-3]： 1）如何选取合适的微观参数，构建涵盖微结构裂纹萌生、扩展到最后断裂的全寿命评估模型；2）研究表明短裂纹扩展速率与长裂纹扩展速率不同导致其理论计算模型不同，如何将两种不同裂纹扩展进行衔接的问题；3）疲劳全寿命模型应该考虑模型计算及微观裂纹成核寿命和短、长裂纹扩展寿命模型中参数的选择问题，以更好的符合其微观物理机制。
为解决上述问题，达到更为精确的评估铝合金疲劳寿命的目的，建立能够定量化反映微观参数对结构宏观疲劳影响的全寿命模型势在必行。
疲劳全寿命理论模型的基本假设1）针对所选用的2A12铝合金材料，假设其参数和载荷在一个晶粒内部是相同的。
2）裂纹成核阶段向疲劳短裂纹过渡是指，微观裂纹尺寸大小达到裂纹成核粒子长度a0时，疲劳成核阶段完成，开始进入疲劳短裂纹扩展阶段。
微观铝合金的力学性能与本构模型研究
微观铝合金的力学性能与本构模型研究铝合金是一种广泛应用的材料，具有优秀的力学性能和成形性。
微观结构是影响材料力学性能的重要因素，因此研究其微观结构和性能的关系对于铝合金的应用具有重要意义。
本文将探讨微观铝合金的力学性能及其本构模型。
一、铝合金的微观结构铝合金是由铝与其他元素（如铜、锌、镁等）共同组成的合金。
铝合金的微观结构主要由晶粒、晶界和析出物组成。
晶粒是由同一种晶体结构组成的晶体颗粒，其尺寸通常在10~100微米之间。
晶界是相邻的晶粒之间的交界面，其厚度通常在几纳米到几十纳米之间。
析出物是在铝合金中由于元素溶解度限制而形成的细小颗粒，其尺寸通常在纳米级别。
铝合金的微观结构对其力学性能有重要影响。
晶粒尺寸影响材料的塑性和韧性，尺寸较小的晶体在受力时具有更好的变形能力和抗拉伸性能。
晶界是材料的弱点之一，易受到力学应力的影响，容易引起断裂和疲劳失效。
析出物可以增加材料的硬度和强度，但也会使材料的韧性降低。
二、铝合金的力学性能铝合金的力学性能包括弹性模量、屈服强度、延展性和韧性等。
其中，弹性模量反映了材料在受力时的弹性变形能力，屈服强度是材料受力到发生塑性变形时所受到的最大应力，延展性反映了材料在受力时的塑性变形能力，韧性反映了材料的抗断裂性能。
铝合金具有优异的力学性能，其弹性模量和屈服强度比铜和钢低，但比钛和镁高。
铝合金的延展性和韧性较好，塑性变形能力强，这使得其成为一种广泛使用的结构材料。
三、铝合金的本构模型研究铝合金的本构模型是研究铝合金力学性能的重要方法。
常见的本构模型包括弹塑性本构模型和粘弹塑性本构模型。
弹塑性本构模型是指材料在受力过程中表现出弹性和塑性的特性，通常采用von Mises屈服准则来描述其塑性变形。
von Mises准则假设材料在塑性变形时表现出各向同性的应变，且材料的屈服体积和应力体积之比为常数，该比值称为材料的动态学屈服参数。
粘弹塑性本构模型则将材料的力学性能描述为弹性、粘滞和塑性三种力学特性的结合。
2A12铝合金焊接筋板件蠕变时效成形有限元分析
2A12铝合金焊接筋板件蠕变时效成形有限元分析
刘大海;黎俊初;熊洪淼
【期刊名称】《南昌航空大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2012(026)001
【摘要】为实现对筋板焊接件蠕变时效成形规律的有效预测和描述,基于高温电子蠕变拉伸实验,构建了2A12铝合金的蠕变本构关系,进而基于ABAQUS有限元分析平台,建立了筋板件蠕变时效成形分析方案和流程,试验验证了该分析方案的可行性.筋板件时效成形过程数值模拟结果显示,蠕变时效时间越长、加载压力越大、筋条高度越高、板材厚度越厚,筋板件的成形效果越好；模具半径和筋条宽度越大,筋板的成形效果越差.
【总页数】7页(P28-34)
【作者】刘大海;黎俊初;熊洪淼
【作者单位】南昌航空大学,江西南昌330063;南昌航空大学,江西南昌330063;南昌航空大学,江西南昌330063
【正文语种】中文
【中图分类】V262.3;TG146.2+1
【相关文献】
1.铝合金板材蠕变时效成形过程有限元分析 [J], 盛首文;翟建广
2.2219铝合金带筋条板材蠕变时效成形试验研究 [J], 万李;杨浩亮;丁鹏飞;周世杰;林建国
3.筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析 [J], 黎俊初;邹唤;熊洪淼;谭险峰;常春
4.带筋铝合金壁板蠕变时效成形回弹行为试验 [J], 贾树峰;湛利华;许晓龙
5.2324铝合金蠕变时效成形有限元分析 [J], 黄硕;曾元松;黄遐
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铝合金本构关系
铝合金本构关系铝合金啊，就像是金属世界里的百变精灵。
它的本构关系呢，就好比是这个精灵的性格说明书。
你看啊，本构关系描述的应力和应变的关系，就像是铝合金在和外界力量玩一场拔河比赛。
应力是那个在拉铝合金的家伙，应变呢，就是铝合金被拉得变形的程度。
这铝合金啊，有时候像个倔强的小孩，应力稍微使点劲，它就开始有小脾气了，产生一点应变。
它的弹性阶段就像是在玩蹦床。
你轻轻一跳（施加应力），蹦床（铝合金）就会按照一定的规律凹下去又弹回来（应变），这个时候它就像一个听话的小弹簧，只要你不玩得太过分，它总能恢复原状，好像在说“这点小把戏，可难不倒我”。
一旦进入塑性阶段，铝合金就像是被捏软的橡皮泥。
应力这个调皮的大手用力一捏，它就开始变形得随心所欲了，再也回不到原来那规规矩矩的模样，就像一个叛逆期的少年，一旦决定改变，就很难再回到过去的乖巧。
铝合金的本构关系还像一场复杂的舞蹈。
不同的合金成分就像是不同的舞者，它们各自有着独特的舞步（应力 - 应变曲线）。
有的舞者动作轻盈，在应力下应变得很优雅，就像跳芭蕾的仙子；有的则比较笨重，像是跳街舞的酷小子，在应力下反应比较“迟钝”，但也有着自己独特的风格。
而且啊，温度就像是这场舞蹈的背景音乐。
温度升高的时候，铝合金就像是听到了欢快的音乐，变得更加活跃，本构关系也跟着发生变化，就像舞者在快节奏音乐下改变了舞步。
从微观角度看，铝合金内部的晶粒结构就像是一个个小社区。
本构关系就像是这个小社区的运行规则。
应力作用的时候，就像是社区来了一个捣乱分子，晶粒们得按照自己的规则（本构关系）来调整自己的状态，有的晶粒团结起来抵抗变形，有的则可能被冲散，就像社区里有的小团体很坚定，有的则比较松散。
总之呢，铝合金的本构关系是一个充满趣味的研究对象。
它就像是一个有着多重性格的神秘朋友，你得慢慢去了解它，一旦你掌握了它的脾气（本构关系），就能让它在航空航天、汽车制造等各个领域发挥出最大的价值，就像你了解了朋友的喜好，就能让友谊更加深厚，让朋友为你两肋插刀一样。
2A12铝合金焊接接头力学性能的分析.
2A12铝合金焊接接头力学性能的分析焊接接头的力学性能试验主要是测定焊接接头在不同载荷作用下的强度、硬度、塑性和韧性。
焊接接头包括母材、焊缝金属和热影响区三个部分，其特点是存在金相组织和化学成分的不均匀性，从而导致存在力学性能的不均匀性。
3.5.1 拉伸试验拉伸试验设备及程序按GB228-87《金属拉力试验法》标准规定进行。
试样在微机控制电子万能实验机机上进行拉伸试验，测试焊缝金属的抗拉强度和延伸率；本次实验用机器型号是RG M-310，规格100Kg，准确度级别0.5级。
焊接接头拉伸试验一般都采用横向试件。
如果焊缝金属强度超过母材金属强度，大部分的塑性应变将在母材金属内出现，从而造成在焊缝区域以外的颈缩和破坏，说明焊缝金属强度超过母材，但不能说明焊缝的塑性。
当焊缝金属强度远远低于母材时，塑性应变集中于焊缝内发生，局部的应变将导致比正常标距低的伸长率。
所以横向焊接接头拉伸试验可以作为接头抗拉强度的尺度，但不能评价接头的屈服点与伸长率。
焊缝金属拉伸试验一般采用试样的轴线与焊缝金属轴线平行，整个试样由焊缝金属加工而成。
(1样坯的制取试件的制备应符合GB2649的有关规定。
样坯可从焊接试件上垂直于焊缝轴线截取，机械加工后，焊缝轴线应位于试件平行长度的中心。
样坯截取位置、方法及数量也按GB2649的有关规定。
铝合金焊接接头的力学性能检测常用如图3.12所示的试样，试样尺寸见表3.3。
图3.12 2A12铝合金焊接接头拉伸试样注：去掉余高铝合金焊接接头拉伸试样的尺寸长为79mm，宽为7mm,厚度为2mm。
(2试样及其制备每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。
试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。
在受试长度范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。
若有关标准或产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使与母材原始表面齐平。
(3实验结果及分析将制备好的试样拿到液压实验机上做拉伸试验，分别测出它们的拉伸强度。
2A12铝合金本构关系实验研究
工学硕士学位论文2A12铝合金本构关系实验研究李春雷哈尔滨工业大学2006年6月国内图书分类号: TG113.25国际图书分类号: 539.4.011工学硕士学位论文2A12铝合金本构关系实验研究硕士研究生：李春雷导师：庞宝君 教授副导师：贾 斌 副教授申请学位：工学硕士学科、专业：固体力学所在单位：复合材料与结构研究所答辩日期：2006年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index：TG113.25U.D.C：539.4.011Dissertation for the Master Degree in Engineering EXPERIMENTAL INVESTIGATION INTO THE CONSTITUTIVE RELATIONSHIP OF 2A12 ALUMINUM ALLOYCandidate：Li ChunleiSupervisor：Prof. Pang BaojunAssociate Supervisor：Prof. Jia BinAcademic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Solid MechanicsAffiliation：Center for Composite Materialsand StructureDate of Defence：June, 2006Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要材料的本构关系，尤其是动态载荷下的弹塑性本构关系一直是材料与力学领域研究的重点。
2A12铝合金由于低密度高强度的特点，广泛应用于航空、航天以及军工部门等领域。
随着计算机和数值计算方法的发展，数值模拟成为研究工程中问题的重要手段，但是材料的动态本构关系一直是束缚其发展的瓶颈。
2A12铝合金固定夹断裂性质分析
1 引言 应力腐蚀开裂是指金属材料在拉应力 和特定介质的协同作用下引起的低应力脆
性断裂现象 [1]。铝合金固定夹在使用一段 时间后，发现在夹口处内侧面发生开裂断 裂现象。铝合金固定夹材料为 2A12 铝合 金。本文对两件固定夹的断裂位置进行宏 微观检查，并对显微组织和断面化学成分 进行深入分析，得出铝合金固定夹断裂性 质，并对失效原因作出判断。
参考文献
[1] 张栋 , 钟培道 , 陶春虎等 . 失效 分析 [M]. 北京 : 国防工业出版社 ,2004.
[2] 美国金属学会 . 金属手册 ( 第 9 卷 ): 断口金相与断口图谱 [M].8 版 . 北 京 : 机械工业出版社 ,1983:109-112.
[3] 郑修麟 . 材料的力学性能 [M]. 西 安 : 西北工业大学出版社 ,1990:34-38.
0.72
2.27
2.16
0.51
0.61
0.93
9.40
0.28
2.31
0.31
0.68
4.59
0.27
1.01
Cl 3.23 1.04 0.31 0.27
O 66.01 64.25 66.15 62.17பைடு நூலகம்
综合上述，断口宏微观特征、能谱判 定的腐蚀环境与长期工作拉应力等状况满 足铝合金应力腐蚀开裂的三大要素 [5]。因 此可以判定该铝合金固定夹断裂特征为应 力腐蚀开裂。
4 结论 2A12 铝合金固定夹的断裂性质为应 力腐蚀开裂。经分析，固定夹断裂的发生 与材质没有直接关系；主要原因是长期工 作在具有拉应力的腐蚀环境或接触腐蚀介 质下造成的应力腐蚀开裂。由于固定夹的 工作受力性质不可避免，因此通过镀层防 护、隔绝固定夹与腐蚀环境或介质直接接 触可以避免应力腐蚀开裂的发生。
铝合金2a12泊松比
铝合金2a12泊松比
铝合金2A12是一种常用的铝合金材料，它的泊松比通常在工程
材料性能参数中被考虑。
泊松比是描述材料在受力时体积变化与形
变关系的一个物理量，它是横向应变与纵向应变之比。
对于铝合金
2A12来说，它的泊松比一般在0.33左右。
这意味着当该材料受到
外力作用时，横向收缩应变大约是纵向拉伸应变的三分之一。
从工程角度来看，了解材料的泊松比对于设计结构和预测材料
在受力时的行为非常重要。
泊松比的数值可以影响材料的变形和应
力分布，进而影响结构的稳定性和安全性。
因此，对于工程师和材
料科学家来说，准确了解材料的泊松比是至关重要的。
除了泊松比，铝合金2A12的其他性能参数也需要综合考虑。
比
如它的强度、硬度、塑性等力学性能，以及耐腐蚀性能、加工性能
等方面的特点。
这些参数综合起来，可以帮助工程师选择合适的材料，进行结构设计和材料应用。
总之，铝合金2A12的泊松比是一个重要的材料性能参数，它对
于材料的工程应用有着重要的影响。
综合考虑材料的各项性能参数，可以更好地指导工程实践，确保结构的安全可靠。
真空环境下峰时效态2a12合金的疲劳行为
真空环境下峰时效态2a12合金的疲劳行为
2A12合金是一种高强度铝合金，适用于航空航天和国防等需要高强度和轻量化的领域。
在使用过程中，2A12合金可能会受到反复负荷，导致疲劳裂纹的产生和扩展，最终导致结构失效。
因此，了解2A12合金在不同环境下的疲劳性能是十分重要的。
本文基于以往的研究，着重分析了2A12合金在真空环境下的疲劳行为和疲劳裂纹扩
展机制。
该实验采用材料力学试验机和砂轮法制备试件，并考虑到真空环境的高温和低温
影响，通过加载应力幅和载荷频率控制的方式，研究了2A12合金的疲劳寿命和疲劳断口。
实验结果表明，在真空环境下，2A12合金的疲劳寿命与其它环境下的疲劳寿命相比，有所提高。
这可能是由于空气中的氧气等杂质对合金表面产生的氧化膜有阻碍作用，而在
真空条件下这种现象被消除，使得试件表面更加光滑和均匀，从而改善了疲劳强度和寿命。
此外，根据断口形貌和疲劳裂纹扩展机制的分析，发现在真空环境下，2A12合金试件的疲劳断裂方式为混合型断裂，即包含疲劳初期的裂纹扩展和终期的塑性破坏。
与空气环
境下不同，在真空条件下裂纹扩展的速率更慢，这可能是由于真空环境下合金的应力松弛
效应得到了减缓，从而延缓了裂纹扩展的速度。
热循环作用下2A12铝合金的微观结构与性能
第 23 卷第 4 期中国有色金属学报 2013 年 4 月 V ol.23 No.4 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Apr. 2013 文章编号：10040609(2013)04093905热循环作用下 2A12 铝合金的微观结构与性能万明珍 1 ，张在强 1 ，吕 鹏 1 ，季 乐 1 ，邹 阳 1 ，蔡 杰 1 ，关庆丰 1,2(1. 江苏大学 材料科学与工程学院，镇江 212013；2. 吉林大学 超硬材料国家重点实验室，长春 130012)摘 要：为了考察低地球轨道卫星运行环境下金属材料的冷热疲劳损伤机制，采用模拟实验，并利用光学显微镜、 XRD、TEM 及显微硬度仪分析研究热循环作用下2A12铝合金的微观结构和性能的演化行为。
结果表明: 在200 次以内的热循环过程中，样品硬度有所降低；200~300 次循环样品则出现循环硬化现象；300 次循环后，样品硬 度迅速下降，出现循环软化现象。
微结构分析结果表明：热循环过程中，2A12 铝合金的性能变化与其微观结构 的演化行为关系密切， 300次热循环时， 样品中形成了大量尺寸细小的针状S′相(Al2CuMg)； 而500次循环样品中， S′相消失，代之以粗大S相(Al2CuMg)的形成。
此外，500次热循环后，析出相附近区域形成大量的空穴，这些空 穴容易成为冷热疲劳裂纹萌生的有利位置。
关键词：热循环；2A12铝合金；微观结构；疲劳损伤中图分类号：TG146.21 文献标志码：AMicrostructure and properties of2A12 aluminum alloy under thermocyclingWAN Mingzhen 1 , ZHANG Zaiqiang 1 , LÜ Peng 1 ,JI Le 1 , ZOU Yang 1 , CAI Jie 1 , GUAN Qingfeng 1, 2(1.School of Materials Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;2.State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130012, China)Abstract: The fatigue damage mechanisms of metal material under the satellite operation condition of low earth orbit environment were investigated. Optical microscopy, Xray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and microhardness tester were used to investigate the evolution behavior of microstructures and properties of 2A12 aluminum alloy under various thermal cycles. The results indicate that the hardness decreases a little within 200 cycles, and the cyclic hardening phenomenon appears in the 200−300 cycles. After 300 cycles, the hardness of sample decreases evidently, the cyclic softening phenomenon turns up. The changes of performances of 2A12 aluminum alloy during the thermocycling process are closely related to the microstructural evolution. There are a lot of needlelike S′ phases (Al2CuMg) with small sizes in the samples after 300 thermal cycles. Up to 500 cycles, the S′ phases disappear, and bulky S phases (Al2CuMg) form. In addition, a large number of the cavities appear near the precipitates. The cavities are likely to become the favorable positions for the initiation of fatigue cracks.Key words:thermocycling; 2A12 aluminum alloy;microstructure; fatigue damage随着昼夜的交替，在低地球轨道(一般是指在 100~1 000 km 范围内的轨道)运行的卫星所处环境的 温度变化范围较大，最大可达−140~110 ℃ [1−2] ，这种 交替的热循环势必对材料内部的应力状态乃至力学性 能产生重要的影响，即造成所谓的冷热疲劳损伤 [3−5] ， 因此，有必要开展航天材料的冷热疲劳损伤研究。
2A12铝合金【范本模板】
标准：GB/T 3191-2010 代替旧GB/T 3191—1998，●特性及适用范围：2A12铝合金［1］为一种高强度硬铝,可以进行热处理强化，。
2A12铝合金点焊焊接性良好,用气焊和氩弧焊时有形成晶间裂纹的倾向;,2A12铝合金在冷作硬化后可切削性能尚好。
抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高抗腐蚀能力。
●用途:用途主要用于制作各种高负荷的零件和构件（但不包括冲压件锻件)如飞机上的骨架零件，蒙皮,隔框，翼肋，翼梁,铆钉等150℃以下工作零件.化学成分化学成份：铝Al ：余量2A12铝合金硅Si :≤0.50铜Cu :3.8～4.9镁Mg:1.2～1。
8锌Zn:≤0.30锰Mn:0.30~0。
9钛Ti ：≤0.15镍Ni：≤0。
10铁Fe: 0。
000～0。
500铁+镍Fe+Ni: 0。
000～0。
500注：单个:≤0.05;合计:≤0。
102A12铝合金力学性能：抗拉强度σb (MPa）:≥410条件屈服强度σ0.2 (MPa）：≥265伸长率δ5 （％）:≥12注：棒材室温纵向力学性能试样尺寸：棒材直径（方棒、六角棒内切圆直径)≤22热处理规范2A12铝合金热处理规范：1) 均匀化退火：加热480~495℃；保温12～14h；炉冷。
2）完全退火：加热390～430℃；保温时间30～120min;炉冷至300℃,空冷。
3）快速退火:加热350～370℃;保温时间为30～120min;空冷。
4）淬火和时效［1］:淬火495～505℃，水冷；人工时效185~195℃,6~12h，空冷；自然时效:室温96h。
现货规格2A12板材现货规格：0.3mm-350mm（厚度) 宽度：500mm—2500mm2A12棒材现货规格：3。
0mm—500mm(直径）长度：1m—6m2A12线材现货规格：0.1mm-20mm(线径) 长度:不限。
高强2A12铝合金修正Johnson-Cook本构模型
高强2A12铝合金修正Johnson-Cook本构模型王晨宇;许进升;李辉;郭宗韬;宋奇轩【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2023(33)1【摘要】为了研究2A12铝合金在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特征及其本构模型,首先对该铝合金开展了不同应变率(10^(-4)~10^(-1)s^(-1))和不同温度(300~400 K)下的准静态拉伸实验研究。
然后,利用实验数据对经典Johnson-Cook(J-C)模型参数进行标定,并对模型加以验证。
最后,基于经典J-C模型预测准确性不高的现象,建立了修正J-C本构模型,并利用450 K下的实验数据进行了模型验证。
结果表明:2A12铝合金的应变率强化效应不显著,而温度软化效应较为显著。
随着温度升高,准静态屈服强度显著下降,300 K下准静态屈服强度可达432 MPa,而400 K下准静态屈服强度为270 MPa。
修正J-C本构模型预测与实验数据吻合更好,表明本文建立的修正J-C本构模型及参数能够更好地描述2A12铝合金在不同应变率和不同温度下的塑性流动应力特性。
【总页数】10页(P78-87)【作者】王晨宇;许进升;李辉;郭宗韬;宋奇轩【作者单位】南京理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG146.2【相关文献】1.2A12高强铝合金激光冲击强化残余应力的松弛特性2.基于修正Johnson-Cook 模型的钛合金热黏塑性动态本构关系及有限元模拟3.2A12铝合金本构关系和失效模型4.基于改进Johnson-Cook模型的5083P-0铝合金动态本构关系研究5.激光冲击强化改善2A12高强铝合金疲劳寿命的试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2a12铝合金机械参数
2a12铝合金机械参数
2A12铝合金是一种常见的高强度铝合金，具有优异的机械性能。
下面将从硬度、强度、塑性和韧性等方面来介绍2A12铝合金的机械参数。
硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力，2A12铝合金具有较高的硬度。
通过适当的热处理工艺，可以进一步提高其硬度，从而增强其抗磨性能。
强度是材料抵抗外力作用下变形和破坏的能力。
2A12铝合金具有较高的屈服强度和抗拉强度，能够承受较大的外力。
这使得它在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。
塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。
2A12铝合金具有良好的塑性，在加工过程中能够较好地进行塑性变形，从而制成各种复杂形状的零件。
韧性是材料在受到冲击或断裂时能够吸收能量的能力。
2A12铝合金具有较高的韧性，能够在承受较大冲击载荷时保持完整性，减少事故发生的可能性。
2A12铝合金具有优异的机械性能，包括高硬度、高强度、良好的塑性和韧性。
这使得它在许多领域都有广泛的应用，特别是在航空航天、汽车制造等领域。
希望通过不断的研究和发展，能够进一步提高2A12铝合金的机械性能，满足不同领域对材料性能的需求。
2A12铝合金焊接接头力学性能的分析.
2A12铝合金焊接接头力学性能的分析焊接接头的力学性能试验主要是测定焊接接头在不同载荷作用下的强度、硬度、塑性和韧性。
焊接接头包括母材、焊缝金属和热影响区三个部分，其特点是存在金相组织和化学成分的不均匀性，从而导致存在力学性能的不均匀性。
3.5.1 拉伸试验拉伸试验设备及程序按GB228-87《金属拉力试验法》标准规定进行。
试样在微机控制电子万能实验机机上进行拉伸试验，测试焊缝金属的抗拉强度和延伸率；本次实验用机器型号是RG M-310，规格100Kg，准确度级别0.5级。
焊接接头拉伸试验一般都采用横向试件。
如果焊缝金属强度超过母材金属强度，大部分的塑性应变将在母材金属内出现，从而造成在焊缝区域以外的颈缩和破坏，说明焊缝金属强度超过母材，但不能说明焊缝的塑性。
当焊缝金属强度远远低于母材时，塑性应变集中于焊缝内发生，局部的应变将导致比正常标距低的伸长率。
所以横向焊接接头拉伸试验可以作为接头抗拉强度的尺度，但不能评价接头的屈服点与伸长率。
焊缝金属拉伸试验一般采用试样的轴线与焊缝金属轴线平行，整个试样由焊缝金属加工而成。
(1样坯的制取试件的制备应符合GB2649的有关规定。
样坯可从焊接试件上垂直于焊缝轴线截取，机械加工后，焊缝轴线应位于试件平行长度的中心。
样坯截取位置、方法及数量也按GB2649的有关规定。
铝合金焊接接头的力学性能检测常用如图3.12所示的试样，试样尺寸见表3.3。
图3.12 2A12铝合金焊接接头拉伸试样注：去掉余高铝合金焊接接头拉伸试样的尺寸长为79mm，宽为7mm,厚度为2mm。
(2试样及其制备每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。
试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。
在受试长度范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。
若有关标准或产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使与母材原始表面齐平。
(3实验结果及分析将制备好的试样拿到液压实验机上做拉伸试验，分别测出它们的拉伸强度。
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强度模 型 中的应 变 强化项 以及 Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ — Ｃ ｏ ｏ ｋ失效模 型 中的温 度 软化 项 ， 并 结合 数 值 仿 真得 到 了模
型参数 。 实验结 果表 明 ， ２ Ａ １ ２铝 合金 的应 变强 化效 应 和 温度 软 化 效应 显著 ， 而应 变 率硬 化 效 应不
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ＤＯ Ｉ： １ ０． ３ ９ ６９ ／ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ０— １ ０ ９３． ２ ０１ ３． ０３． ０ ０ ４
Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｉ ｖ ｅ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｆｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｃｒ ｉ ｔ ｅ ｒ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ２ Ａ１ ２ Ａｌ ｕｍ ｉ ｎ ｕｍ Ａｌ ｌ ｏ ｙ
第３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ３月
兵
工
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４ ＮＯ ． ３ Ｍａ ｒ ． ２Ｏ１ ３
ＡＣＴＡ ＡＲＭＡＭ ＥＮＴＡＲＩ Ｉ
２ Ａ １ ２铝 合 金 本构 关 系和 失效 模 型
张伟 ， 魏 刚 ，肖新 科
（ 哈 尔 滨工 业 大学 高 速 撞 击研 究 中心 ，黑 龙 江 哈 尔 滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ）
显著 ； 失效 应变 随温度 的增 加 、 应 力 三轴度 的减 小和应 变率 的增加 而增 加。 关键 词 ：固体力 学 ；本构 关 系和 失 效模 型 ； ２ Ａ １ ２铝 合金 ； Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ － Ｃ ｏ ｏ ｋ强度 和失效 模 型 中图分 类号 ： ０ ３ ４ ７ ． ３ 文献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — １ ０ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ２ ７ ６ — ０ ７
摘要 ：通过 万能材 料试 验 机 、 扭 转 试 验机 、 霍 普 金森 拉 杆和 Ｔ ａ ｙ ｌ ｏ ｒ 撞 击 实验 研 究 高 强铝 合 金 ２ Ａ １ ２在 常 温至 ２ ５ ０℃ 的准静 态、 动 态本 构 关 系和 失效模 型。 基 于 实验 结果 ， 修 改 了Ｊ ｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎ — Ｃ ｏ ｏ ｋ